Создание ЛДМ

Создание ЛДМ

Создание таких ЛДМ представляет сложную задачу. Ввиду большой пространственной распределенности объекта большинство элементов блока описывается дифференциальными уравнениями в частных производных, ряд элементов — трансцендентными уравнениями; система дополняется замыкающими соотношениями, полученными экспериментально (теплофизические свойства, теплоотдача и др.). При решении такой системы стандартными методами необходимы большие затраты машинного времени и повышенные требования к комплексу технических средств тренажера. Такой подход принят в ряде зарубежных фирм.

Работы по нелинейному моделированию блоков с прямоточными котлами ведутся в ряде отечественных организаций. Несмотря на достигнутые успехи, актуальной остается проблема обеспечения достаточного быстродействия и всережимности моделей (пуски, остановы, аварийные режимы).

Основной путь создания быстродействующих ЛДМ — упрощение исходной системы, что может быть достигнуто путем разрыва слабых связей на шаге счета. Математически это соответствует разделению системы на ряд подсистем, при этом решение каждой подсистемы на шаге проводится изолированно с постоянными граничными условиями, а затем проводится уточнение этих условий для расчета на последующем шаге.

Допущение о постоянстве температуры металла труб на шаге счета позволило создать раздельные алгоритмы определения параметров водопарового и газового трактов. Как показали эксперименты и многочисленные расчеты, это допущение вполне приемлемо, так как «постоянные времени» металла значительно превышают шаг счета (2 с). В свою очередь расчеты температур и гидродинамических характеристик (расходов и давлений) в обоих трактах также были выделены в подсистемы. При расчете расходов и давлений в водопаровом тракте он представляется в виде цепочки гидравлических сопротивлений и емкостей, аккумулирующих среду. При определении расходов в системе значения давлений в емкостях принимаются с предыдущего шага, а затем по вновь вычисленным расходам проводится пересчет давлений.

Была принята двухпоточная схема водопарового тракта, представленная на рис. 1. Ввиду того что значительная часть пуска проходит при малых относительных расходах среды (0,3 номинального), гидравлическое сопротивление труб на сепараторном режиме не учитывалось. Расходы питательной воды в каждом из потоков рассчитывались путем совместного решения уравнений питательных насосов и регулирующих питательных клапанов (РПК).